Tesis Doctorado
La interacción de caveolina-1 con beta-catenina inhibe la expresión de survivina.
Autor
Quest -Minikus, Andrew Frederick G
Leyton-Campos, Lissette
Universidad de Chile
Institución
Resumen
Caveolina-1 es una proteína de 21-24 KDa involucrada en el tráfico intracelular,
endocitosis, homeostasis del colesterol, en la formación de caveolas y en procesos de
transducción de señales. Además, evidencias han llevado a suponer que caveolina-.1
actúa como un supresor de tumores: primero, su expresión está disminuida en varios
tumores humanos y líneas celulares derivadas de tumores; segundo, la reexpressión de
caveolina-1 en células transformadas por oncogenes revierte el fenotipo transformado y la
tumorigenicidad de estas células; y tercero, la modulación dirigida por oligonucleótidos
antisentido contra caveolina-1 es suficiente para iniciar la transformación de fibroblastos
NIH3T3. Sin embargo, hasta ahora se desconoce los mecanismos que den cuenta de esta
propiedad de caveolina-1. Estudios recientes indican que caveolina-1 forma complejos con
f3-catenina, inhibiendo de esta manera la transcripción de genes, tales como la ciclina Dl,
COX-2 y survivina. Dado que estos genes se relacionan con el control de la muerte y
proliferación celular, ésta situación constituye un posible mecanismo por el cual
caveolina-1, a nivel transcripcional, inhibe el desarrollo de tumores. Decidimos centrar este
proyecto en el estudio de survivina, porque resultados preliminares obtenidos mediante
DNA microarray en células de cáncer de colon nos llevaron a pensar que la expresión de
caveolina-1 se correlacionaba inversamente con el contenido de mRNA para survivina.
Survivina es una proteína perteneciente a la familia de Inhibidores de la Apoptosis, que
participa en el control del punto de chequeo G 2/M del ciclo celular, así como también en la
apoptosis. Survivina no se expresa en tejido adulto normal, pero generalmente se
sobreexpresa en cánceres humanos. Nuestros experimentos realizados en células
HEK293T, las cuales no expresan caveolina-1 endógenamente, indicaron que la expresión
ectópica de caveolina-1 o la proteína de fusión GFP-caveolina-1 disminuyen los niveles de
mRNA y proteína para survivina, así como la proliferación celular y en menor grado, la
viabilidad. Estos eventos fueron acompañados por un leve aumento en la apoptosis. Por
otro lado, la inhibición en la expresión de survivina por caveolina-1 fue correlacionado con
la inhibición en la transcripción dependiente de í3-catenina-Tcf/Lef, vía reclutamiento de
-catenina en la membrana plasmática. Finalmente, los cambios producidos por la
expresión ectópica de caveolina-1 en el ciclo celular, proliferación y viabilidad fueron
revertidos cuando ésta fue co-transfectada con GFP-survivina. En conjunto, estos resultados nos llevaron a proponer un modelo donde 13-catenina es secuestrada por
caveolina-1, causando la inhibición de la transcripción de survivina mediada por Tcf/Lef, y
de esta manera, regulando el ciclo celular y la muerte.
Nuestros resultados obtenidos en células HEK293T fueron corroborados en otras
líneas celulares. La expresión de caveolina-1 en células de cáncer de mama humano
ZR75 causó una disminución significativa en el contenido de survivina, lo cual fue
correlacionado con una reducida proliferación celular y un leve aumento en la apoptosis.
Alternativamente, el silenciamiento de caveolina-1 en células NIH3T3 por siRNA, aumentó
la expresión de survivina y la proliferación celular.
El efecto de caveolina-1 fue además apoyado en otros dos modelos celulares,
donde la transcripción dependiente de Tcf/Lef está activa. Primero, se agregó medio
condicionado con el ligando Wnt3a a células HEK293T para activar la expresión de
survivina dependiente de Tcf/Lef. En este sistema, la expresión de survivina inducida por
Wnt3a fue sustancialmente reducida en presencia de caveolina-1. En segundo lugar, se
examinó el efecto de caveolina-1 en células de adenocarcinoma de colon humano DLD1,
donde la transcripción dependiente de 3-catenina-Tcf/Lef está constitutiva mente activa.
Nuevamente, la presencia de caveolina-1 condujo a una disminución significativa en los
niveles de mRNA y proteína para survivina.
Sin embargo, una situación interesante ocurrió en la sub-línea metastática de
adenocarcinoma de colon humano HT29(US). No se encontró control de survivina por
caveolina-1 en estas células, a diferencia de lo observado en las líneas celulares
caracterizadas anteriormente. Mediante análisis de inmunofluorescencia, se observó que
estas células expresan una baja cantidad de E-caderina, localizada en estructuras
punteadas e intracelulares, y no en la superficie celular, como se observó en células
MDCK y DLD1. -catenina también presentó un patrón de distribución distinto,
localizándose principalmente en el núcleo de estas células. De esta forma, en células
HT29(US) no se observó ni co-localización ni co-inmunoprecipitación entre caveolina-1 y
fi-catenina o E-caderina. Un hallazgo interesante, es que tanto la represión de survivina
por caveolina-1, como la co-inmunoprecipitación entre caveolina-1 y fi-catenina fue
restaurada con la expresión ectópica de E-caderina en estas células, indicando que se
requiere de la presencia de E-caderina para que caveolina-1 secuestre a fi-catenina y
regule los niveles de survivina en células HT29(US).
En resumen, los resultados de esta tesis sugieren que la actividad supresora de
tumores de caveolina-1 se debe en parte a la inhibición en la expresión de survivina que
ocurre a través de un mecanismo transcripcional que involucra la vía de
-catenina-Tcf/Lef. Estas observaciones toman particular relevancia en ciertos tipos de
cáncer donde la vía de -catenina está alterada, como es el cáncer de colon. Además,
nuestros resultados pueden ayudar a comprender cómo cambios moleculares observados
durante la metástasis, como la pérdida en la expresión de E-caderina pueden modular la
capacidad de caveolina-1 para controlar la funcionalidad de moléculas clave como
survivina. Finalmente, estos hallazgos podrían ayudar a entender por qué caveolina-1
actúa como una proteína supresora de tumores, temprano en el desarrollo del tumor,
mientras que en el tumor tardío, está asociada más bien a un fenotipo tumoral más
agresivo y de tipo metastático.